„Bürstenzellen“ in den Atemwegen bekämpfen gefährliche Keime

Auf der Spur der „Bürstenzellen“: Noch vor zehn Jahren war die Funktion dieser seltenen Zellen, die über eine Art „Geschmackssinn“ verfügen und sich in der Atemwegsschleimhaut des Menschen befinden, weitgehend unbekannt.

In den letzten Jahren konnte ein Team unter der Leitung von Prof. Dr. Wolfgang Kummer vom Institut für Anatomie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) Licht ins Dunkel bringen.

Wie die neueste Veröffentlichung der Medizinerinnen und Mediziner in der Fachzeitschrift „Immunity“ zeigt, erfüllen die so genannten chemosensorischen Zellen eine sehr wichtige Aufgabe bei der Abwehr bakterieller Lungenentzündungen.

Die Bürstenzellen, die sich auf die Wahrnehmung potenziell gefährlicher Substanzen spezialisiert haben, sind in der Lage, kleine Bruchstücke von bakteriellen Eiweißen – etwa aus Pneumokokken – in der Atemluft zu erkennen.

Anschließend setzen sie den Botenstoff Azetylcholin frei, der sonst vorwiegend aus dem Nervensystem bekannt ist. Azetylcholin wirkt auf benachbarte Zellen mit beweglichen Flimmerhärchen, die dann vermehrt schlagen und damit für den Abtransport der Bakterien sorgen – etwa durch Aushusten oder Verschlucken.

Dieser Prozess, der als „mukoziliäre Clearance“ bezeichnet wird, ist einer der wichtigsten Abwehrmechanismen der Atemwege gegen Keime.

Das Forschungsteam konnte zeigen, dass Mäuse, bei denen die Bürstenzellen inaktiv sind, eine erhöhte Infektionsanfälligkeit der unteren Atemwege aufweisen.

Die Arbeit entstand im Verbund des von der DFG geförderten SFB-TR84 „Innate Immunity of the Lung“ und unter Mitwirkung des Deutschen Zentrums für Lungenforschung.

Prof. Dr. Wolfgang Kummer
Institut für Anatomie und Zellbiologie
Aulweg 123, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-47000
E-Mail: wolfgang.kummer@anatomie.med.uni-giessen.de

Perniss A, Liu S, Boonen B, Keshavarz M, Ruppert AL, Timm T, Pfeil U, Soultanova A, Kusumakshi D, Delventhal L, Aydin Ö, Pyrski M, Deckmann K, Hain T, Schmidt N, Ewers C, Günther A, Lochnit G, Chubanov V, Gudermann T, Oberwinkler J, Klein J, Mikoshiba K, Leinders-Zufall T, Offermanns S, Schütz B, Boehm U, Zufall F, Bufe B, Kummer W.:
Chemosensory cell-derived acetylcholine drives tracheal mucociliary clearance in response to virulence-associated formyl peptides. Immunity (Volume 52, Issue 4, 14 April 2020)
https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.03.005